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题名法向声场中粘弹性平面液膜的线性不稳定性研究
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作者
贾伯琦
于卓民
刘宇新
虞育松
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机构
北京交通大学机电学院
北京交通大学唐山研究院
北京航天微系统研究所
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出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期1019-1031,共13页
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基金
国家自然科学基金青年科学基金项目(12302325)
河北省自然科学基金青年项目(A2023105004)
北京市科协青年人才托举工程。
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文摘
针对液体火箭发动机中可能出现的声学振荡工况,对法向声场中平面液膜的线性不稳定性进行了理论分析。采用粘势流理论,描述了液膜的动量方程和边界条件。基于Floquet理论,获得了正弦、曲张双模态耦合的色散方程。结果表明,气液剪切引起的Kelvin-Helmholtz(K-H)不稳定和声振引起的参数不稳定之间存在竞争关系。奥内佐格数的增大、弹性数的减小和时间常数比的增大会抑制液膜的失稳。韦伯数的增大对K-H不稳定有促进作用,但是对参数不稳定具有双重作用,一方面韦伯数的增大减弱了表面张力,促进液膜失稳,另一方面韦伯数的增大使得参数不稳定区域的波数增大,增强粘性对不稳定的抑制作用,抑制液膜失稳。邦德数的增大促进了参数不稳定,抑制了K-H不稳定。声振频率的增大使得K-H不稳定增强,参数不稳定减弱。
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关键词
声学振荡
Kelvin-Helmholtz不稳定
参数不稳定
线性不稳定性
粘弹性
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Keywords
Acoustic oscillations
Kelvin-Helmholtz instability
Parametric instability
Linear instability
Viscoelastic fluids
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分类号
V434.1
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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